直流馈入受端电网暂态电压与频率稳定紧急协调控制策略

为应对多直流馈入受端电网直流闭锁故障导致的暂态电压和暂态频率稳定问题,提出一种综合考虑直流功率紧急提升、调相机紧急控制和切负荷的紧急协调控制策略。首先,采用了基于多二元表的暂态稳定裕度指标,分析了直流功率紧急提升和调相机紧急控制对受端电网暂态电压稳定的影响,提出了受端电网多控制手段紧急协调控制方案。其次,基于该控制方案,计及暂态电压和暂态频率稳定约束,以控制代价最小为目标,建立了多控制手段下受端电网紧急协调控制优化模型。然后,采用灵敏度法将模型线性化,考虑了直流功率紧急提升对暂态电压稳定的负面影响,并采用逐次线性规划方法求解。最后,通过华东电网实际案例结果验证了所提控制策略的有效性。     

与弱交流系统相联的HVDC电压稳定相关问题的研究

当受端系统为弱系统时,HVDC的逆变的换相过程容易受到交流系统故障的和电压波动的影响,进而容易引起换流站交流母线的电压不稳定现象.本文首先讨论了如何利用短路比SCR来划分交流系统的强弱、存在的电压问题以及利用电压稳定指标VSI判别交直流系统电压稳定性方法.其次比较了不同控制方式下直流输电系统的电压稳定性,并给出了小扰动下提高交直流系统电压稳定的途径.最后展望了直流新技术对HVDC电压稳定的影响.     

高压直流受端电网暂态电压安全预防控制方法

随着直流馈入电能的增加,受端电网的“空心化”趋势对暂态电压安全构成严重威胁。为此提出了一种面向直流受端电网的暂态电压安全预防控制方法。将预防控制问题分解为暂态电压安全评估、灵敏度分析和优化控制3个子问题来迭代求解。采用适于灵敏度方法的暂态电压严重性指标实现暂态电压安全约束的构建。通过限制线性灵敏度有效控制区间、参与控制集筛选等策略提高求解的准确性及效率。该方法在河南电网得到实际应用,应用结果表明所提模型与方法是有效的。     

特高压直流馈入湖南电网的暂态电压稳定分析

随着远距离跨区直流输电规模持续增长,受端电网暂态电压稳定问题日益突出。研究 ±800 kV祁韶特高压直流投运后的湖南电网负荷中心暂态电压稳定性。首先,构建一种暂态电压稳定指标,并以湖南电网为算例验证该指标的有效性;然后,从实际电网运行需求出发,提出一种保证直流受端电网暂态电压稳定的运行控制实用方法,并将该方法应用于制定湖南电网运行控制策略;最后,分析影响湖南电网接纳特高压直流能力的主要因素。     

柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施

随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升,采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用,同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统,比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上,分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案,仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。     

柔性直流接入对弱受端电网恢复特性的影响及优化措施

随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升,采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用,同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统,比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上,分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案,仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。     

改善多馈入直流系统电压无功特性的直流控制策略

为了改善多馈入直流系统受端交流系统的电压无功综合特性,在直流系统逆变侧引入了定交流电压控制;然后,使用新型指标——电压稳定耦合因子来衡量直流输电子系统换流母线间的影响,并指导该控制方式在多馈入系统中的设置方案;同时,提出了一种平滑切换逻辑控制器,以实现直流系统在定交流电压控制和其他控制策略之间的平滑切换。针对三馈入直流输电系统的电磁暂态仿真结果说明,当受端交流系统发生严重故障时,该控制策略相比常规的定熄弧角控制,能够有效改善弱交流系统电压稳定性及直流系统间的不利相互作用。     

应用于直流换流站的百兆乏STATCOM控制策略

永富直流输电工程富宁换流站作为弱受端,存在直流系统运行不稳定的隐患,为增加系统运行稳定性,首次在直流输电工程中接入百兆乏静止同步补偿器(STATCOM)以提高交流系统的电压稳定性。针对该工程的现实需求,介绍了STATCOM控制策略和应用设计方案,通过对STATCOM控制策略的科学设计和有效调节控制,实现对富宁换流站500 kV交流出线的稳态以及暂态电压稳定控制。动模系统测试结果表明,STATCOM可极大地提高弱系统的电压稳定性,对保障永富直流输电工程的安全可靠运行提供坚实保障。     

舟山HVDC工程弱受端系统的特性及其改善措施

我国第一个高压直流(HVDC)输电工程——舟山工程,其特点是具有一个弱受端交流网络。模拟试验和分析表明,弱系统运行会带来过电压、电压不稳定、频率变化、低频电压振荡、低次谐波和直流解列等方面的问题。本文简要介绍了这些方面的计算分析和试验结果,并证明了对舟山工程及其有类似情况的弱受端系统的直流输电工程来说,采用调相机和逆变站控制对改善运行特性和增加传输容量是必要的,且会收到明显的效果。     

与弱交流系统相联的HVDC电压稳定相关问题的研究

当受端系统为弱系统时,HVDC的逆变的换相过程容易受到交流系统故障的和电压波动的影响,进而容易引起换流站交流母线的电压不稳定现象。本文首先讨论了如何利用短路比SCR来划分交流系统的强弱、存在的电压问题以及利用电压稳定指标VSI判别交直流系统电压稳定性方法。其次比较了不同控制方式下直流输电系统的电压稳定性,并给出了小扰动下提高交直流系统电压稳定的途径。最后展望了直流新技术对HVDC电压稳定的影响。     

提高系统暂态稳定性的柔性直流受端电网故障穿越策略整定

随着大容量柔性直流输电技术日趋成熟,其在大电网中的应用愈发广泛。充分利用柔性直流灵活、快速的调节性能,设计合理的控制策略,有利于提升系统的安全稳定特性。文中重点针对柔性直流的交流故障穿越策略,利用扩展等面积法则(EEAC)分析了其影响系统暂态稳定性的机理。提出一种提高系统暂态稳定性的故障穿越策略工程优化整定方法。通过优化柔直在故障穿越期间的无功控制目标、低穿电压阈值、故障穿越期间的有功和无功电流限值以及故障穿越的恢复电压阈值,可显著提升柔性直流接入系统的暂态稳定特性。在规划系统仿真中验证了所提方法的有效性,可为实际柔性直流接入系统的控制策略优化及方式安排提供技术支撑。     

改善系统暂态稳定性的HVDC模糊神经控制器

提出了一种HVDC在线模糊神经控制器以提高交直流系统的暂态稳定性。该控制器的特点是结合了模糊系统处理复杂和不确定性问题及神经网络具有自学习能力的优点,选取整流侧交流母线电压相位误差及其变化率作为模糊逻辑控制部分的输入,其输出结果作为神经网络的一个输入,采用改进BP算法进行在线训练神经网络,神经网络的输出用来修正整流器的触发角,并利用NETOMAC软件对控制器主要参数进行了离线优化。仿真结果表明该控制器能有效地抑制有功功率振荡,改善发电机的功角特性,提高系统的暂态稳定性。     

Power modulation of Sidney HVDC scheme. I. RAS control concept,realization and field tests

The 200 MW back-to-back Sidney (Nebraska) Converter Station (SCS) provides an asynchronous tie between the east and west AC power networks. In order to maintain electromechanical stability of the east network under worst-case line outage conditions, a remedial action scheme (RAS) was integrated in the HVDC (high-voltage direct-current) control. Basic components of the SCS RAS are frequency-dependent power modulation combined with an effective voltage control in the western network. The authors present the conceptual development of the RAS, as well as details on the RAS control hardware and software. Studies and live system tests have demonstrated the ability of the relatively fast HVDC controls to change the power infeed from the DC station quickly. These rapid changes in power transfer properly coordinated with speed deviation of a nearby generation unit, help maintain, and in some cases improve, the electromechanical stability of the AC system     

抑制直流送端系统暂态过电压的直流和风电控制参数协调优化

为抑制风电经高压直流外送方式下的直流送端系统暂态过电压,提出一种直流和风电控制参数协调优化方法。首先,从整流站与风电场之间的无功转换角度分析了直流送端系统暂态过电压的产生机理,进而从系统无功特性入手研究了直流整流侧、风电转子侧变流器控制参数影响暂态过电压的机理,为抑制暂态过电压的控制参数协调优化提供了理论依据。然后,构建了以直流送端系统暂态过电压峰值最小为目标的优化模型,通过联合调用的方式,可在电磁暂态模型准确模拟交直流系统电磁暂态过程的基础上,进一步采用改进粒子群优化算法协调优化直流和风电控制参数,从而有效抑制直流送端系统暂态过电压。最后,通过修改后的4机11节点系统和新英格兰39节点系统的仿真分析,验证了所提方法的有效性和准确性。     

考虑无功功率协调控制的并行直流系统紧急功率支援

直流系统紧急功率支援需要考虑无功功率协调控制以提高系统电压稳定水平。文中分析推导了直流系统有功功率输送和无功功率消耗的比例关系,研究了多直流系统相互间紧急功率支援时导致的换流站近区暂态电压跌落问题,提出了紧急投入备用无功功率、充分利用故障直流无功功率补偿能力和交直流系统间功率分配的协调控制等策略,以实现无功功率的合理分...     

混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制

随着高压直流输电的发展,柔性直流与常规直流接入同一或电气距离较近交流母线,形成混合多馈入交直流混联系统。为充分发挥柔性直流功率解耦及快速调节特性,减小常规直流换相失败概率,并保持交直流混联系统电压安全稳定,文中提出了一种混合多馈入交直流混联系统中长期电压分级协调控制方法。首先,对混合多馈入交直流系统进行建模,并分析柔性直流不同控制方式下控制量对交流母线电压灵敏度的求解方法。其次,构建两级协调电压控制,系统级控制以交流系统最低节点电压轨迹偏差和控制成本最小为目标;换流站级控制以保证常规直流馈入母线电压和换相裕度为目标。根据发电机无功裕度设计不同的控制方案,针对常规高压直流输电熄弧角和有功功率,避免其发生控制冲突,设计两级协调策略。最后,仿真结果表明所提控制方法能够明显提高交直流混联系统的中长期电压稳定性。     

基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制

针对电力系统暂态稳定预防控制在线计算的复杂性,提出一种基于生成对抗网络的暂态稳定预防控制方法。通过将暂态稳定预防控制建模为样本空间映射问题,该方法利用数据驱动方法训练生成模型,建立从暂态失稳运行空间到暂态稳定运行空间的映射。模型通过调整电网中发电机的有功出力,提高电网的暂态稳定裕度,使电网运行点满足暂态稳定校核的要求。与传统优化建模方法相比,所提方法通过神经网络的前馈推断求解控制策略,无需迭代求解,极大地提高了求解效率。基于新英格兰39节点系统的测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

抽蓄机组调相运行对宾金直流无功电压支撑的仿真研究

特高压直流馈入电网的无功电压支撑能力对降低直流换相失败及闭锁概率、提升直流运行的稳定可靠性有重要作用。在论证抽水蓄能机组调相运行模式的关键技术和可行性的基础上,提出采用临近抽蓄机组调相运行为特高压直流提供无功电压支撑的运行方式。以浙江电网宾金直流和邻近的抽蓄机组为例,仿真分析了抽蓄机组采用调相运行方式后在交流系统短路等典型故障下对宾金直流的支撑作用,验证了特定工况下可以采用抽蓄机组调相运行来提升直流运行的可靠性进而提升多馈入直流的浙江电网安全、可靠运行水平。     

柔性直流与常规直流协调的紧急功率支援策略研究

柔性直流(VSC-HVDC)具有响应速度快、有功无功解耦、可向交流系统提供无功支撑等运行特性。将柔性直流纳入电网紧急控制系统,可在提升交直流电网暂态稳定性基础上降低常规切机切负荷控制的代价。基于扩展等面积法则(EEAC),研究直流紧急功率支援提高故障后系统暂态安全稳定性的机理;通过对不同类型直流功率调制的对比研究,指出柔性直流与常规直流(LCC-HVDC)的紧急功率支援在改善故障后系统功角恢复方面存在差异,紧急控制应考虑不同类型直流的控制优先级;提出为保障故障后电网暂态稳定所需直流紧急支援功率计算方法,并结合不同故障情况下直流功率支援的优先级制定相应的紧急协调控制策略。